橡胶沥青路面铺装技术

1、 重庆中交科技股份有限公司重庆中交科技股份有限公司 重庆鹏方路面工程技术研究院鹏方路面工程技术研究院 2010 2010年年4 4月月1818日日 汇报主要内容汇报主要内容n什么是橡胶沥青什么是橡胶沥青n橡胶沥青的发展历史橡胶沥青的发展历史n橡胶沥青路面铺装方案橡胶沥青路面铺装方案n橡胶沥青及沥青混合料的加工、生产橡胶沥青及沥青混合料的加工、生产及施工及施工n橡胶沥青的应用前景及工程案例橡胶沥青的应用前景及工程案例n什么是橡胶沥青什么是橡胶沥青 橡胶沥青，美国材料试验协会ASTM是这样定义的：橡胶沥青是由沥青黏结料、回收的废轮胎橡胶和某种添加剂组成，其中至少有总质量15%的橡胶成分。在沥青黏结

2、料加热时，橡胶颗粒能在黏结料中充分反应并发生溶胀。组 成：沥青（占75%85%）废旧轮胎胶粉（占15%25%,一般采用2040目）外掺剂（可选）条 件：反应温度（至少190）反应时间（至少45min）反应完成后，胶结料的指标需满足ASTM D6114-97 要求。 废旧轮胎废旧轮胎橡胶沥青橡胶沥青磨细、分离磨细、分离胶粉胶粉加入加入热沥热沥青中青中反应反应加工好的橡胶沥加工好的橡胶沥青质量的检测青质量的检测1234这样做的好处？这样做的好处？ 利利 环环 境境利利 路路将堆积的废轮胎利用起来！路的性能好，降噪，美观重型试验车模拟加载1993年在加利福尼亚伯克莱国家实验室，由加州交通运输部及南非

3、科学与工业研究委员会共同主持试验增强路面优良抗裂性75mm普通沥青混凝土38mm橡胶沥青混凝土25mm橡胶沥青混凝土这样做的好处？这样做的好处？ DGAC ARHMM-GG ARHMM-GG+SAMI0.15 0.10 0.20 0.10 0.25 0.15 0.30 0.15 0.35 0.20 0.150.40 0.20 0.200.45 0.20注：DGAC为连续密级配型沥青混凝土，ARHM-GG为断级配橡胶沥青混合料，SAMI为橡胶沥青应力吸收层。（1feet=30.5cm）DGAC ARHM-GG ARHMM-GG+SAMI0.15 0.10 0.20 0.10 0.25 0.15

4、0.30 0.15 0.35 0.150.20 0.10 注：DGAC为连续密级配型沥青混凝土，ARHM-GG为断级配橡胶沥青混合料，SAMI为橡胶沥青应力吸收层。（1feet=30.48cm） 这样做的好处？这样做的好处？ 延缓反射裂缝延缓反射裂缝 降幅降幅38dB38dB这样做的好处？这样做的好处？提高行车安全性提高行车安全性这样做的好处？这样做的好处？由于废旧轮胎中含有炭黑，路面更加黝黑，增强与标线的对比度。由于橡胶沥青具有良好的弹性，行车舒适。 事故数据:FM1431-Travis County(崔维斯郡)-琼斯镇附近（橡胶沥青混合料是在2004年2月使用的）2001200220032

5、004200501年-03年平均值04年-05年平均值变化值（%）事故总数量25483617636.311.5-68.3晴天事故10221315515.010.0-33.3雨天事故1526232121.31.5-93.0死亡人数015002.00.0-100.0受伤人数2516216220.74.0-80.6重伤*643014.30.5-88.5轻伤1912186116.33.5-78.6年降雨量（英寸）42.936.021.452.022.333.437.211.1雨天总数（大于0.1英寸）575637704550.057.515.0*：部分重伤人员最后死亡数据来源：Cedar Park警察

6、局和Austin Mabry气象台 橡胶沥青路面橡胶沥青路面普通沥青路面普通沥青路面路面更黑、更美观这样做的好处？与周边道路相比，路面颜色较黑 橡胶沥青的发展历史橡胶沥青的发展历史 1966年麦克唐纳发明橡胶沥青，在厨房里熬出一锅橡胶沥青可见，橡胶沥青的加工原理很简单！ 沥青混合料沥青混合料 国际上橡胶沥青与沥青混凝土的发展历程国际上橡胶沥青与沥青混凝土的发展历程20世纪 7070年代年代橡胶沥青加工方式的演变橡胶沥青加工方式的演变8080年代初年代初 洒布车作反应罐洒布车作反应罐 8080年代末固定设备年代末固定设备成熟的移动式生产设备成熟的移动式生产设备 19921992 我国橡胶沥青的发

7、展历史我国橡胶沥青的发展历史 废胎胶粉低成本加工；废胎胶粉低成本加工； 橡胶沥青的大规模加工设备及工艺；橡胶沥青的大规模加工设备及工艺； 橡胶沥青混合料的级配构成原理。橡胶沥青混合料的级配构成原理。20012001年交通部科教司、西部办在第一批交通部西年交通部科教司、西部办在第一批交通部西部科技项目中专门立项开展部科技项目中专门立项开展“废旧轮胎胶粉用于废旧轮胎胶粉用于筑路的技术研究筑路的技术研究”。20042004年结题。该研究主要以年结题。该研究主要以干拌工艺为主研究。该项目获中国公路学会科学干拌工艺为主研究。该项目获中国公路学会科学技术奖三等奖。技术奖三等奖。2004年2005年广东中山

8、广东中山105105国道鸦岗段一级路国道鸦岗段一级路蜀南竹海景区道路蜀南竹海景区道路橡胶沥青路面橡胶沥青路面 忠县橡胶沥青路面忠县橡胶沥青路面 （一、二期）（一、二期）铺装结构：原水泥路面+二阶反应型防水材料 +1cmSAMI+45cm橡胶沥青混凝土 忠县橡胶沥青路面忠县橡胶沥青路面 （一、二期）（一、二期）l 湖北沪蓉西示范工程实施湖北沪蓉西示范工程实施l 首都新机场高速公路的大规模使用首都新机场高速公路的大规模使用l 山西忻阜高速公路科技示范工程落实山西忻阜高速公路科技示范工程落实l 年产量预计年产量预计7878万吨。万吨。1-2 江西下湾隧道橡胶沥青江西下湾隧道橡胶沥青罩面罩面 2009

9、年 3四川绵阳机场高架橡胶沥青罩四川绵阳机场高架橡胶沥青罩面面 4武汉汉阳橡胶沥青罩面武汉汉阳橡胶沥青罩面 1234国家或地方陆续编制的规范或指南公路工程 废胎胶粉橡胶沥青技术要求中华人民共和国交通行业标准 起草中（征求意见稿已定）2010年公路工程 湿拌工艺橡胶沥青混合料中华人民共和国交通行业标准 起草中（征求意见稿已定）2010年橡胶沥青及混合料设计施工技术指南交通部公路科学研究院 2008年 此外，北京，广州等地相继制定了橡胶沥青应用方面的地方性指南。铺装方案新建路面铺装结构“白改黑”铺装结构橡胶沥青即可以应用于新建路面，也可以用于“白改黑”复合式路面 土路基（压实）2530cm级配碎石

10、 底基层2025cm5%水泥稳定碎石基层67cm AC-20 下面层45cm橡胶沥青RAC 上面层典型结构1cm橡胶沥青应力吸收层优 点：n 减轻氧老化n 极好的抗疲劳性能n由于抗裂性更好，可以减薄路面厚度n施工时间较短n提高行车安全性n较低的噪音n节约资源和费用n较低的养护费用 与常规新建路面性价比分析 两种路面结构的造价比较（新建路面）结构层常用路面结构 橡胶沥青路面结构材料厚度单价(元/m2)材料厚度单价(元/m2)上面层改性SMA134cm18/cm橡胶沥青混凝土4cm20/cm粘结层乳化沥青0.30.6kg/m23乳化沥青0.30.6kg/m23中面层改性沥青混凝土5cm 15/cm

11、粘结层乳化沥青0.30.6kg/m2 3下面层普通沥青混凝土6cm10/cm改性沥青混凝土6cm15/cm下封层稀浆封层0.6cm 8橡胶沥青应力吸收层22单价合计221195橡胶沥青路面用于新建路面，其造价比常规路面降低10% ；如果考虑减少一层沥青混凝土的摊铺，可缩短沥青面层施工工期近1/3，所带来的社会效益和经济效益将更加显著 。 美国俄勒根州立大学等相关人士专门分析了亚利桑那州、加利福尼亚州、得克萨斯州橡胶沥青路面和传统沥青混凝土路面的全寿命费用分析，分析发现，在亚利桑那州，采用橡胶沥青路面和非橡胶沥青路面厚度基本一样，但是橡胶沥青路面的寿命平均比非橡胶沥青路面的寿命延长25年。在加利

12、福尼亚州，采用橡胶沥青混凝土的结构厚度比非橡胶沥青混凝土的厚度薄40%50%，但是两者的使用寿命却基本相当。在得克萨斯州，在相同结构厚度的情况下，橡胶沥青路面的使用寿命一般比非橡胶沥青的使用寿命延长30%80%。 通过国外的一些研究以及国内的实践发现，橡胶沥青的费用效益比明显高于传统的沥青路面。使用寿命统计使用寿命统计原水泥混凝土路面（修复完善）45cm橡胶沥青RAC 上面层典型结构1cm橡胶沥青应力吸收层组 成l 橡胶沥青用量23kg/m2l 集料规格为9.5mm13.2mm，用量约为1522kg/m2，以铺满为准l 胶轮压路机碾压，碎石嵌入深度达到50%70%最好。l 施工机械：橡胶沥青撒

13、布车、碎石撒布车、胶轮压路机。橡胶沥青应力吸收层橡胶沥青应力吸收层SAMISAMI作用及作用原理作用及作用原理 应力吸收 防水 提高层间粘结力等粒径碎石 “顶天立地”，确保了其上沥青层具有良好的基础支承，使沥青面层保持较为有利的受力状态；较厚的橡胶沥青在水泥混凝土板表面形成一个连续的沥青膜，可以有效地阻止水分下渗；在水泥混凝土板上洒布的橡胶沥青既具有一定的厚度，橡胶沥青弹性恢复率大，保证了其上铺装的沥青面层与水泥混凝土板之间存在一定的水平相对位移余量；具有一定粒径的碎石颗粒本身具有一定的转动能力，可以削减传到沥青层底面上的应力。 原原 理：理：优 点n抗反射裂缝性能好，可以减薄一半的厚度；n美

14、观、降噪；n降低造价；n提高路面使用安全性；n缩短施工工期。 两种路面结构的造价比较（白改黑工程）结构层 常用路面结构 橡胶沥青路面结构材料厚度单价(元/m2)材料厚度单价(元/m2)上面层改性SMA134cm18/cm橡胶沥青混凝土4cm20/cm粘结层乳化沥青0.30.6kg/m23 下面层改性沥青混凝土6cm 15/cm应力吸收层玻纤格栅 10橡胶沥青应力吸收层1cm22粘结层改性乳化沥青 0.30.6kg/m25反应型粘结层 0.30.6kg/m218原水泥路面路面（处治） 原水泥路面路面（处治） 单价合计 180120 橡胶沥青路面用于“白改黑”路面，造价可以降低至少40%，而且如果

15、考虑减少一层沥青混凝土的摊铺，可缩短沥青面层施工工期近1/3，所带来的社会效益和经济效益将更加显著。橡胶沥青及沥青混合料的橡胶沥青及沥青混合料的加工、生产及施工加工、生产及施工胶粉掺量18%22%；胶粉粒径：20目以上基质沥青加热温度：204226；反应温度:190218,反应时间至少45min。n橡胶沥青的加工与生产橡胶沥青的加工与生产改性机理改性机理橡胶颗粒在高温的沥青中浸泡，沥青中的轻质油分发生溶胀后，仍然保持固体颗粒的核心。始终保持着液-固两相的状态。 橡胶沥青技术指标橡胶沥青技术指标检测项目检测项目技术指标技术指标试验方法试验方法粘度，粘度，177177，(Pa.s)(Pa.s)1.

16、51.54.04.0T 0625T 0625针入度针入度 (25,100g,5s)(25,100g,5s)，（，（0.1mm0.1mm） 不小于不小于2525T 0604T 0604软化点，不小于（软化点，不小于（）5454T 0606T 0606弹性恢复，弹性恢复，2525，不小于（，不小于（% %）5050T 0662T 0662粘度粘度关键指标！关键指标！ 用旋转粘度计检测，单位厘泊(cP) 或帕斯卡秒(Pas)。 布氏粘度计 哈克粘度计 监控橡胶沥青流动性，控制可泵送能力，检测橡胶沥青性质变化。 一般采用布氏粘度计，现场控制也可以用哈克粘度计。3#转子20转/分室内粘度检测设备 粘度与

17、掺量的关系南非科委粘度与温度时间的关系nT0662n弹性恢复率对橡胶沥青特别重要，结果也很可靠；n注意：T0662测弹性恢复的方法与ASTM D5329不同，因此，对应的指标也不同。其它指标，针入度、软化点也应满足要求！在整个加工过程中，最重要的两个因素：温度！温度！温度！粘度！粘度！粘度！矿料的选择矿料的选择 橡胶沥青混合料设计中，矿料最好选择玄武岩碎石、辉绿岩等高强度石料，且质量应满足设计要求。 合格的玄武岩不合格的玄武岩 不同产地的玄武岩n橡胶沥青混合料的设计指 标技术要求试验方法集料压碎值 不大于 %15T0316洛杉矶磨耗损失 不大于 %28T0317对沥青的粘附性 不小于4级T06

18、16坚固性 不大于 %12T0314细长扁平颗粒含量(混合料) 不大于 %15T0312水洗法0.075mm颗粒含量 不大于 %1T0310软石含量 不大于 %3T0320 橡胶沥青混凝土配合比设计与其他类型的沥青混合料基本相同。使用马歇尔击实试验方法确定沥青混合料的配合比。国内外研究表明，橡胶沥青混合料优选的级配是断级配或开级配。 级配类型通过下列筛孔（mm）的质量百分率（%）16.013.29.54.752.361.180.60.30.150.075细粒式 RAC-13100 851005575224212240303030303RAC-101009010018501022416212080603RA-OGFC-13100901006080123010226184153123826橡胶沥青混凝土断级配的油石比一般在7%9%；橡胶沥青混凝土开级配抗滑磨耗层油石比一般在68%；具体油石比通过试验确定，方法同普通沥青混凝土一样；橡胶沥青混合料中一般不添加矿粉，用1%2%的水泥或消石灰代替